充电泵电路

『壹』 IR2132的原理及其应用，高手们教教小弟

基于IR2132驱动器的TMS320LF2407A测试板驱动电路,由自保护和过电流及欠电压保护组成,并选择长线传输分配脉冲信号.电流在反馈电阻上产生的电压超出设定值时,IR2132启动内部保护电路,关断输出通道,实现电流保护.若负载或驱动电路出现过电流或欠电压,IR2132的FAULT引脚输出制动信号,拉低PDPINT引脚输入电平,关断DSP输出通道并置为高阻态,实现整个控制电路保护.
开关电容变换器是一种典型的无感变换器，它不含任何磁性元件，仅由电容和开关管组合起来，因此这种变换器具有体积小、重量轻等优点。开关电容网络在功率因数校正(PFC)、滤波等方面都有广泛的应用，但在直流无刷电机驱动电路中的应用还相对较少，本文提出用开关电容变换器作为直流无刷电机驱动模块中自举电容的充电泵电路，并做了详细的理论分析和电路设计。

直流无刷电机的主电路一般为三相桥式变换器，在传统的驱动方法中，高端的三个开关管都必须有各自的独立驱动电源，这样就使整个电路的体积及复杂性大大增加。对于专门用于桥式变换器的驱动芯片（如IR2110,IR2132 等），可以在仅用一个独立电源的情况下，通过自举电容来为高端开关管的驱动电路供电[1]。这种通过自举电容供电的方法虽然简单，但也有其局限性：开通时间和占空比受限于自举电容的再充电，开关管只能工作在导通频率比较高的情况下，如果开关管长时间导通和占空比较大时，就需要有充电泵电路来给自举电容充电。本文提出了用开关电容变换器作为充电泵为驱动模块中自举电容充电的方法，通过对电路拓扑和控制策略的合理设计，能使自举电容上的电量始终保持在一定的范围内，从而确保MOSFET 在频率很低的情况下也能被完全驱动。

最后对文中提出的理论和电路拓扑进行了仿真和实验验证，证明了本文所设计的开关电容变换器可以很好地满足MOSFET的驱动要求。

1 自举电路工作原理

自举电路原理图如图1所示。

Vb（s 驱动电路管脚Vb和Vs之间的电压差）给集成电路高端驱动电路提供电源，该电源电压必须在10V 到20V 之间，以确保驱动电路能完全地驱动MOSFET。Vbs电源是悬浮电源，附加在Vs电压上（Vs通常是一个高频方波），通过图1所示的自举方式就可产生悬浮电源电压Vbs。

电路工作原理如下：当Vs 被拉低时（通过负载或下端开关管），15V 电源Vcc 通过自举二极管Dbs给自举电容Cbs充电，因此给Vbs提供一个电源。Cbs 电容只在高端器件关断，Vs 被拉到地时才被充电，因此为保证被高端驱动电路吸收掉的电容Cbs 上的电荷能得到完全补充，低端器件导通时间（或高端器件关断时间）应尽量长，这样开关管导通时间和占空比就被自举电容的再充电所限制。当开关管长时间导通和占空比较大时就需要有充电电路给自举电容补充电荷，本文提出的开关电容变换器就可实现这种充电功能。

2 开关电容变换器工作原理分析

基本开关电容变换器的结构如图2所示[2,3,4]：

图2中C1和C2分别是源电容和负载电容，S1和S2是MOSFET开关管。基本开关电容变换器通常具有两个工作状态：

状态I S1导通，S2截至，C1被Vs充电，C2向负载放电；

状态II S1截至，S2导通，C1向C2和负载放电，补充的储能。

本文在基本开关电容变换器工作原理的基础上，提出了适用于桥式电路，可以为高端驱动电路中自举电容充电的开关电容变换器，电路拓扑结构如图3所示。

图3中Vs为直流电源，为低端开关管的驱动电路供电，同时通过开关电容网络给高端驱动电路中的自举电容充电。C1为源电容，C2、C3、C4为负载电容，Si( i 等于1，2，…，8)为MOSFET开关管，Di （i等于1，2，…，6）的作用是为防止Si 关断期间MOSFET的体内寄生反向二极管导通，标号A和B 表示该端口彼此连接在一起，SP1、SP2 和SP3分别接高端驱动电路中的自举电容。

图3所示开关电容变换器共有四个工作状态：状态I 开关S1、S2导通，其它开关管都关断，

电源Vs给电容C1充电；

状态II 开关S3、S4导通，其它开关管都关断，电容C1向C2放电，补充C2的储能；

状态III 开关S5、S6导通，其它开关管都关断，电容C1向C3放电，补充C3的储能；

状态IV 开关S7、S8导通，其它开关管都关断，电容C1向C4放电，补充C4的储能。

四个工作状态的工作逻辑，即四组开关管的导通顺序如图4所示。

3 控制方法

采用DIONICS 公司生产的光伏MOSFET 驱动芯片来驱动开关电容变换器中8 个MOSFET 开关管，其驱动电路如图5所示。

图5中脉冲为低电平时，红外发光二极管LED导通，红外线光触发光电二极管阵列PV，AB端输出开路电压值为9.5V到11.5V的电压，该电压施加在MOSFET开关管的栅极和源极之间，所以当脉冲信号为低电平时MOSFET导通；同理，当脉冲信号为高电平时，MOSFET关断。

脉冲信号由单片机产生，通过单片机I/O 口输出4组时序如图6所示的脉冲信号波形来控制4 组开关管的通断，使开关电容变换器按上面分析的4个工作状态和时序进行工作。

4 仿真和实验结果

采用PSPICE 软件对主电路进行仿真，用PROTEUS软件对单片机进行仿真。

仿真参数为：独立电压源Vs ＝18V，开关管Si通态电阻Ron＝6 Ω，电容C1＝C2=C3=C4=10 µF，S1,S2的开关周期为T＝72 µs , ton=24 µs , 开关管S3,S4,S5,S6,S7,S8的周期为T＝216 µs，ton=24 µs。单片机I/O口输出波形及电容上的电流和电压波形如图8、图9 所示。

S5、S6 与S7、S8 的控制信号波形与图7 中S3、S4的控制信号波形相同，仅导通时间不同，各自的导通顺序和图6中分析完全一样。

实验中单片机型号为ATTiny26，通过编程输出四组控制信号，8 个MOSFET 开关管都采用

BS107A， 光伏驱动芯片采用DIONICS 的DIG-11-8-30-DD，实验参数和仿真参数相同。实验波形如图10、图11所示。

5 结语

分析了开关电容变换器在直流无刷电机驱动电路中的应用。采用文中提出的理论和电路拓扑可以使自举电容在低频情况下也能很好的满足驱动要求，实现电路的稳定工作。通过实验验证了理论的正确性和电路的可行性。

作者简介：

陈渊睿(1969-),男，博士，副教授。主要研究方向为电力电子与电力传动系统的先进控制技术，新能源发电系统的控制技术。

姚月锋（1982-）男，华南理工大学电力学院在读硕士生。研究方向为电力电子与电力传动控制，数字开关电源。

参考文献：

[1] 马瑞卿，刘伟国.自举式IR2110 集成驱动电路的特殊应用[J].电力电子技术,2000，34(1):31-33.

[2] 刘健，陈治明，钟彦儒.开关电容DC-DC 变换器的分析[J]，电子学报，1997，25(2):83-85.

[3] 刘健，陈治明，严百平.开关电容DC-DC 变换器的设计方法[J]，电子学报，1999，27(4):102-105.

[4] C K Tse, S C Wong,MH L Chow.On Lossless Switched -Capacitor Power Converters[J]. IEEE Trans on Power Electronics, 1995, 10(3):286-291.

『贰』 这个电路图各部分元件作用及原理 急急

CC2430是一个来典型的ZIGBEE无线收发模块，内自置一个2.4GHZ的射频收发核心和一个高级的8051。
这个电路图是CC2430的典型应用电路，电感主要起到离散的平衡和匹配的作用。晶振旁的电容不必说，旁边的电容是电源电压调节器的负载电容，滤波的作用。至于按键和LED是一个控制和指示的作用。
建议按照典型电路图来，值也不要变，因为这个已经经过验证了！
参考：http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/142575/TI/CC2430.html

希望能够帮上忙~~

『叁』 笔记本中六只引脚的芯片工作原理

应该是“升压充来电泵稳自压器”集成块。为了减轻重量及缩小体积，尽量减少电池的数量，当电路工作电压高于电池电压时，采用升压式充电泵或升压式DC/DC转换稳压器。升压充电泵稳压器内部的电路包括振荡器、误差放大器、逻辑控制电路、电子开关等。外部电路由分压器、电压比较器、基准电压源组成。另外，还有监测升压输出的电路，这部分由分压器和电压比较器组成，这部分的输出控制振荡电路的工作，即控制升压式充电泵的工作或停止。如果确认是这个芯片坏了，看一哈片子上的型号，买一个换上就OK啦。不过电压比较器、升压监测电路、基准电压源、分压器哪个有问题都会导致插上电池不工作，需仔细检察确认后再换芯片，有时可能就是某一个小电阻出了问题。

『肆』 什么是充电泵跟升压电路有什么区别谢谢。

类似蓄电池的东东，但是有提升电压的作用，在低电压的时候释放高电压以推动下一级的元件工作，类似DC-DC5/12(输入电压5V，输出电压12V)。
升压电路本身工作电压就很高，类似于三级管的放大作用。

『伍』 利用充电泵原理设计一个开关电源

使用外部充电泵生成辅助电压

时间:2011年06月07日

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关键词:充电泵升压转换器输出电压导通输出电容

关键字：

作者：Nicolas Guibourg –德州仪器 (TI)（德国）

本文将阐述如何使用外部充电泵从单通道升压转换器（如 TI 生产的 TPS61087）生成两个额外电压。文中示例将使读者初步了解充电泵，并借助高性价比的解决方案，使这些充电泵能够生成系统所需的电压轨。

使用外部充电泵是从升压转换器生成辅助电压轨的一种灵活易用的方法。这些电压轨理论上可以是任何电压，正负均可，并且可以为需要两个或更多电压的任何应用供电。例如，具有唯一 5V 输入电源线的单通道升压转换器可以提供 TFT-LCD 应用所必需的所有三种主电压（+27V、-7V 和 15V）。运算放大器所要求的+/- 5V电源电压也可以生成 3.3V 的电源。

图 1 针对 TFT LCD 的 5V～15V 典型应用电压（fsw=1.2MHz），其采用外部充电泵（VGH、VGL）

图 1 显示了一种外部正充电泵结构，在调低至电压 VGH (27V) 以适合此应用之前，该结构所提供的电压最多可 3 倍于升压转换器的输出电压 VS，即 45V。在这种情况下，负充电泵的稳压级会将输出电压 VGL 从升压转换器所生成的 -15V 电压调节至 -7 V。

理想情况

正充电泵

图 2 显示了典型应用中的正充电泵驱动器电路，其将在倍压模式下生成 2 倍于 VS 的电压。您可以从该图深入了解充电泵驱动器的工作原理。下列研究基于三倍压模式。

图 2 外部正充电泵——理想情况

下面的说明介绍了稳态运行时的充电泵行为，其内容简单易懂。首先，我们假定所有组件都很理想，并且升压转换器的占空比为 50%。图 2 中 R1 的电阻为 0 欧姆，并且就在此处测量流入到电容 C1 和 C2 中的电流。

导通期间，由于 VSW=0V，飞跨电容 C1 可通过二极管 D1 充电至 VS。同样，储能电容 C3 也同时通过 D3 充电至 2 倍 VS。二极管 D2 与 D4 均被阻断。由于不再提供输出 VCPP，因此输出电容 C4 不得不通过必需的 20mA 负载电流为电路供电。

关断期间，开关节点电压 VSW 变为高电平，增加了飞跨电容 C1 和 C2 中的储能，并将 C3 和 C4 分别提升至 2 倍 VS 和 3 倍 VS（VSW=VS 时）。二极管 D2 变为正向偏置，并使电流流入到 C3 中，最多可将其充电至 2 倍 VS（导通期间，在其终端两端的电压下降后）。同样，D4 也会导通，并且 C3 将输出电容回充至 3 倍VS，与此同时，通过必需的 20mA 负载电流为输出电路供电。

最后，在关断期间，电感为升压转换器的飞跨电容和输出电容分别提供 80mA 和 40mA 的电流，在导通期间将放电至 C1。这样一来，升压转换器所提供的电流平均起来就等于正充电泵输出电流的 3倍，即 60mA。

负充电泵

外部负充电泵的工作也分为两个级（充电泵级和稳压级）。充电泵可提供一个负输出电压 –VS（请参见图 1），然后稳压级将输出电压 VGL 调节至所需电平。您可以从图 3 深入了解充电泵驱动器的工作原理。

图 3 外部负充电泵——理想情况

下面的说明介绍了稳态运行时的负充电泵行为，其也假定所有组件都很理想，并且升压转换器的占空比为 50%，R1 的电阻值为 0 欧姆。

开始为关断期间，开关节点电压 VS 为高电平，飞跨电容 C6 通过 D6 充电至 VSW =VS。其中，输出电容 C7 可提供 20 mA 的输出负载电流。

导通期间，由于 VSW = 0V，先前飞跨电容 C6 的正极终端将被拉至接地，并且储能电压下移（偏移量为 –VS）。这样一来，二极管 D7 就变为正向偏置，从而允许电流流动并为输出电路供电。

与正充电泵的方式类似，在此示例中，VCPN 上提供的电流为 20mA，升压转换器所提供的平均电流就等于负充电泵输出电流的 2 倍，即 40mA。

稳压级

稳压级具有可选的输出电压，用户可根据其具体应用，灵活选择相应的输出电压。

我们已介绍了正负充电泵如何构建其电压。下一级（请参见图4）类似于正负充电泵，可以通过将多余的能量耗散到双极管中来调节输出电压 VGH 和 VGL。

齐纳二级管将电压钳位控制在所需的输出值，并且也使用双极管来降低电流消耗。最后，VGH 和 VGL 上的输出电压将等于 VZ -Vbe。图 5a 和 5b 显示了稳压级前后所测量出的输出电压稳压。可以看到，只要 VCPP 和 VCPN 上生成的电压一直高于稳定输出电压，增加了晶体管压降，系统就会得到稳压。例如，通过将充电泵从三倍压提升到四倍压模式并根据电流和电压选择器件，就能利用合适的额定组件生成更多的电能。最大可能的输出电流也取决于系统整个电流消耗的总和，该值不应超过升压转换器的电流限制。

也可以使用诸如 TL432 之类的并联稳压器，而不是使用图 4 结构进行稳压调节。

图 4 正电荷泵稳压级

图 5 稳定的输出电压

外部充电泵的优势在于性价比高，且为用户提供了极大的灵活性。采用独立的升压转换器（例如 TI 的 TPS61085 或 TPS61087）以及仿真工具 TinaTI? 进行辅助设计，可以很轻松地获得大功率的正/负充电泵。

作者简介

Nicolas Guibourg 于 2006 年加盟TI（德国）担任系统工程师，主要负责显示器电源转换器产品部产品应用支持和新产品定义。他毕业于高等电子与数字技术学院(ISEN - Institut Supérieur de l’électronique et Numérique (France))，获电子工程理学士学位。

『陆』 电机驱动端和非驱动端是什么意思

驱动端为动力输出端，可安装联轴器等进行动力输出；非驱动端只是设计时候电机主轴的外伸端，可辅助安装散热风扇之类的非负载累附件。

对于电机安装输出动力的一端就是驱动端，另一端叫做非驱动端；对于泵类连接电机的一端就是驱动端，另一端叫做非驱动端。换句话就是安装齿轮或者对轮的一端就是驱动端，因为驱动端要安装齿轮所以其轴长相对另一端较长。

(6)充电泵电路扩展阅读

电机驱动原理

电机驱动芯片内部集成了四个dmos管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。

引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。

如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号。

参考资料来源：网络-电机驱动芯片

『柒』 L298N是否可以驱动直流伺服电机，还有相关电机型号的参数

要驱动直流伺服电机用LMD18200 更好

电机驱动芯片LMD18200原理及应用
LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。本文介绍了 LMD18200芯片的结构、原理及其典型应用
1、 主要性能
峰值输出电流高达6A，连续输出电流达3A；
工作电压高达55V；
Low RDS(ON) typically 0.3W per switch；
TTL/CMOS兼容电平的输入；
无 “shoot-through” 电流；
具有温度报警和过热与短路保护功能；
芯片结温达145℃，结温达170℃时，芯片关断；
具有良好的抗干扰性。
2、 典型应用
l 驱动直流电机、步机电机
l 伺服机构系统位置与转速
l 应用于机器人控制系统
l 应用于数字控制系统
l 应用于电脑打印机与绘图仪
内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。引脚 2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号。
4、 典型应用
LMD18200典型应用电路如图3所示。

LMD18200提供双极性驱动方式和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里，电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点，但也存在着电流波动大，功率损耗较大的缺点，尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险，限制了开关频率的提高，因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱动方式是指在一个PWM周期内,电动机电枢只承受单极性的电压。
该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子，它们组成了一个单极性驱动直流电机的闭环控制电路。在这个电路中，PWM控制信号是通过引脚5输入的，而转向信号则通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电机的转速和转向。采用一个增量型光电编码器来反馈电动机的实际位置，输出AB两相，检测电机转速和位置，形成闭环位置反馈，从而达到精确控制电机。

『捌』 脉冲信号降频电路

用2分频器电路就可以了。隔一个输出一个。就是降了一半了

『玖』 开关电源的问题

开关电源就是抄用通过电路控袭制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．

开关电源的工作原理是:

1.交流电源输入经整流滤波成直流;

2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;

4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.

交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;

在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;

开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;

一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源

『拾』 有没有带刹车功能的直流电机驱动芯片

LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。

1、主要性能

l峰值输出电流高达6A，连续输出电流达3A；

l工作电压高达55V；

lLowRDS(ON)typically0.3Wperswitch；

lTTL/CMOS兼容电平的输入；

l无“shoot-through”电流；

l具有温度报警和过热与短路保护功能；

l芯片结温达145℃，结温达170℃时，芯片关断；

l具有良好的抗干扰性。

2、典型应用

l驱动直流电机、步机电机

l伺服机构系统位置与转速

l应用于机器人控制系统

l应用于数字控制系统

l应用于电脑打印机与绘图仪

LMD18200工作原理：

内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号。

典型应用如图

希望能够帮助到你

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引脚4

刹车输入端

刹车时，输出驱动电流方向见表1。通过该端将马达绕组短路而使其刹车。刹车时，将该脚置逻辑高电平，并将PWM信号输入端（脚5）置逻辑高电平，3脚的逻辑状态决定于短路马达所用的器件。3脚为逻辑高电平时，H桥中2个高端晶体管导通；3脚呈逻辑低电平时，H桥中2个低端晶体管导通。脚4置逻辑高电平、脚5置逻辑低电平时，H桥中所有晶体管关断，此时，每个输出端只有很小的偏流（1.5mA）。

这个是芯片资料

http://www.ic-on-line.cn/IOL/datasheet/lmd18200_10078.pdf